2.2 铸造的方法
砂型铸造
按工艺方法
特种铸造
2.2.1砂型铸造
☆ 砂型铸造的特点,
（ 1）生产周期短，产品成本低；
（ 2）产品批量、大小不受限制；
（ 3）劳动强度大，劳动条件较差；
（ 4）铸件质量不稳定，易产生缺陷。
☆ 砂型铸造生产过程演示,
1.常用的砂型
表 2－ 2常用砂型的主要特点和适用范围
铸型种类 铸型特征 主要特点 适用范围
湿砂型
以粘土做粘结
剂，不经烘干
可直接进行浇
注的砂型
生产周期短、效
率高，易于实现
机械化、自动化，
设备投资和能耗
低；但铸型强度
低、发气量大，
易于产生铸造缺
陷
单件或批量生产，
尤其是大批量生
产。广泛用于铝
合金、镁合金和
铸铁件
干砂型
经过烘干的高
粘土含量的砂
型
铸型强度和透气性
较高，发气量小，
故铸造缺陷较少；
但生产周期长，设
备投资较大，能耗
较高，且难于实现
机械化和自动化
单件、小批生产
质量要求较高，
结构复杂的中、
大型铸件
续上表
铸型种类 铸型特征 主要特点 适用范围
表面
烘干型
浇注前用适当
方法将型腔表
层进行干燥的
砂型
兼有湿砂型和
干砂型的优点
单件、小批
量生产中、
大型铝合金
铸件和铸铁
件
自硬砂型
常用水玻璃或
合成树脂作粘
结剂，靠型砂
自身的化学反
应硬化，一般
不需烘烤，或
只经低温烘烤
铸型强度高，
能耗低，生产
效率高，粉尘
少；但成本较
高，有时易产
生粘砂等缺陷
单件或批量
生产各类铸
件，尤其是
大、中型铸
件
2.常用的造型方法
? 按使用的工具不同,
分为 手工造型和机器造型 。
（ 1）手工造型,指全部用手工或手动工具完
成的造型工序。
1）特点：操作灵活，适应性强，成本低,
生产准备时间短，铸件质量差,
劳动强度大，生产率低。
2）应用：单件、小批量生产,
各种大、小型铸件。
3）手工造型分类
① 按砂箱特征分
两箱造型 适用各种批量、大小铸件
三箱造型 用于有两个分型面的单件、小批量生产
脱箱造型 用于小型铸件
地坑造型 用于生产批量小的大中型铸件
手工造型的分类
② 按模型特征分
整模造型 用于铸件最大截面靠一端且为平
面的铸件，不会错箱
挖砂造型 用于分型面是曲面的单件、小批
量生产的铸件
假箱造型 用于成批生产需要挖砂的铸件
活块造型 用于单件、小批量生产带有凸出
部分、难以起模的铸件
刮板造型 用于有等截面或回转体的大、中
型铸件，单件、小批生产
（ 2）机器造型
指用机器完成全部或至少完成紧砂
操作的造型工序。
1）特点,
①提高了生产率，铸件尺寸精度较高；
②节约金属，降低成本；
③改善了劳动条件；
④设备投资较大。
2）应用,成批、大量生产各类铸件。
3）机器造型方法
① 震压造型,
先震击紧实，再用较低的比压
（ 0.15－ 0.4MPa ）压实。
紧实效果好，噪音大，生产率不够高。
②微震压实造型,
对型砂压实的同时进行微震。
紧实度高、均匀，生产率高，噪音仍较大。
③ 高压造型,
用较高的比压（ 0.7－ 1.5MPa）紧实型砂。
紧实度高，噪音小，灰尘少，生产率高,
但设备造价高。
④抛砂造型,
利用离心力抛出型砂，完成填砂和紧实。
紧实度均匀，噪音小；但生产率低。
安徽工程科技学院机械系
⑥ 先进的造型方法
● 负压造型 （真空密封造型）
采用 无水无粘结剂 的型砂，用高弹性的
塑料薄膜将砂箱密封后抽成真空，利用抽真空
后形成的压差使型砂紧实、成型，并在负压状
态下起模、下芯、合型浇注，冷凝后恢复常压,
砂子即自行潰散，则可取出铸件 。
安徽工程科技学院机械系
● 气冲造型,
通过特殊的快开阀将低压空气迅速
引入填满型砂 的砂箱上部，使型砂获得冲击紧
实。
砂型紧实度高、透气性好、铸件精度高,
表面光洁、噪声低、粉尘少、生产率高。
2.3.2 特种铸造
? 概述,
一,特种铸造,
是指与砂型铸造有显著区别的一些铸造方法。
例如：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造,
离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造,
壳型铸造和连续铸造等。
二,特点,
（ 1）不用砂或少用砂，改善了劳动条件,
减轻了劳动强度。
（ 2）铸件精度较高、性能较好。
（ 3）生产率高，工艺简单。
（ 4）成本高，生产周期长,
在工艺上和应用上各有一定的局限性。
1.金属型铸造
（ 1）金属型铸造,
将金属液浇入金属铸型获得铸件的方法。
（ 2）特点,
1）铸件力学性能比砂型铸件高。
2）铸件精度和表面质量好。
3）可节约金属，生产率较高。
4）不用砂或少用砂，改善了劳动条件。
5）铸件成本高，易产生浇不足、开裂等缺陷。
6）铸造工艺要求严格。
（ 3）应用,
主要用于有色金属件的大批量生产。
例如：铝活塞、汽缸体等。
（ 4）金属型的结构,
1）整体型； 2）水平分型；
3）垂直分型； 4）综合分型。
（ 5）工艺特点,
1）金属型要预热
2）喷刷涂料
3）及时开型取件
金属型铸造演示
2.压力铸造
（ 1）压力铸造,
指熔融金属在高压下快速压入型腔,
并在压力下结晶，获得铸件的方法。
（ 2）应用,
主要用于大量生产非铁合金中、小型铸件。
（铝合金、锌合金等）
例如：汽缸体、化油器、离合器等。
（ 3）压力铸造的特点
1）铸件尺寸精度高，表面质量好；
2）铸件力学性能好；
3）可压铸形状复杂的薄壁铸件；
4）可嵌铸其它材料，节省贵重材料；
5）生产率高，易于实现机械化和自动化；
6）铸件料质受限制；
7）设备投资大，不宜小批量生产；
8）压铸件不能进行大余量的机械加工和
热处理。（压铸件易产生小气孔）
（ 4）压力铸造的工艺过程
闭合
压型
压入
金属液
打开压型,
抽芯、顶出铸件
压力铸造演示
3.低压铸造
（ 1）低压铸造,
将合金液在压力下由铸型底部注入型腔，
并在压力（ 60－ 150kPa）下结晶，获得铸
件的方法。
（ 2）应用,
铝、镁合金中、小型件的成批大量生产。
例如：汽缸体、缸盖、活塞等。
（ 3）低压铸造的特点
1）充型压力和速度便于控制；
2）铸件组织致密，力学性能高；
3）铸件形状可较复杂，精度较高；
4）金属利用率高，一般在 90%以上；
5）但升液管寿命较短,
生产率低于压力铸造。
（ 4）低压铸造的工艺过程
铸型准备 加压充型
开箱落砂 放气卸压
4.离心铸造
（ 1）离心铸造,
将金属液浇入高速旋转的铸型中,
在离心力的作用下凝固成铸件的方法。
（ 2）应用,
主要用于大批量生产空心回转体铸件。
例如：铸铁管、汽缸套、铜套等。
（ 3）离心铸造的特点
1）简化了套筒、管类铸件的生产过程；
2）离心铸件力学性能高，缺陷较少；
3）可生产流动性较差的薄壁及双金属铸件；
4）铸件的形状和尺寸受限制；
5）内表面粗糙，易产生偏析；
6）设备投资大，不宜单件、小批量生产。
5.熔模铸造
（ 1）熔模铸造,
即 用易熔材料制成模样,
用造型材料将其包覆,
制成型壳，熔出模样,
经高温焙烧,
浇注获得铸件的方法。
（ 2）熔模铸造的特点
1）铸件精度和表面质量较高。
2）可以铸造形状复杂的薄壁铸件。
3）生产批量不受限制。
4）原材料价格贵，铸件成本高。
5）工艺过程繁杂，生产周期长。
6）铸件尺寸不能太大，质量一般小于 25Kg。
（ 3）应用,
各种铸造合金，特别适于高熔点、难加工合金的
小型铸件的成批、大量生产。
（ 4）熔模铸造的工艺过程
脱模
制造母模 制造压型 压制蜡模
焙烧
结壳 组成蜡模组
铸件清理 浇注
2.2.3常用铸造方法的比较
? 各种铸造方法都有其优点和不足,各适
用于一定范围,选择铸造方法时,要根
据铸件精度、生产批量、材质、结构、
铸造方法的基本特点及现场条件等综
合分析来确定。
? 常见的铸造方法的特点和适用范围见
下页表。
常用铸造方法的特点和适用范围
项目 砂型 铸造
金属
型铸
造
压力
铸造
低压
铸造
离心
铸造
熔模
铸造
实型
铸造
连续
铸造
铸件
特征
材
质
各种
合金
非铁
合金
为主
非铁
合金
各类
合金
各类
合金
各类
合金
各类
合金
各类
合金
尺
寸
大
小
各种
尺寸
中、
小件
为主
中、小
件
中、小
件
各种
尺寸
小件
为主
各种
尺寸
各种
尺寸
结
构 复杂 一般 较复杂 较复杂 一般 复杂
较复
杂 简单
续上表
项目 砂型铸
造
金属型
铸造
压力铸
造
低压铸
造
离心
铸造
熔模
铸造
实型
铸造
连续铸
造
铸件
质量
尺寸
精度
（Ｃ
Ｔ）
７～１
３
６～９ ４～８ ６～９ ６～
９
４～
７
７～
９
７～９
内部
质量
组织较
松，晶
粒较粗
组织致
密，晶
粒细小
组织致
密，晶
粒细
组织致
密，晶
粒细小
组织
致密，
晶粒
细小
组织
较松，
晶粒
较粗
组织
较松，
晶粒
较粗
组织致
密，晶
粒细小
技术
经济
指标
生产
效率
低或一
般
较高 很高 较高 较高 低或
一般
一般
设备
费用
低或中 中 高 中 中或
高
低或
中
中 中或较
高
生产
准备
周期
短 较长 长 较长 较长 较长 较长 较长
砂型铸造
按工艺方法
特种铸造
2.2.1砂型铸造
☆ 砂型铸造的特点,
（ 1）生产周期短，产品成本低；
（ 2）产品批量、大小不受限制；
（ 3）劳动强度大，劳动条件较差；
（ 4）铸件质量不稳定，易产生缺陷。
☆ 砂型铸造生产过程演示,
1.常用的砂型
表 2－ 2常用砂型的主要特点和适用范围
铸型种类 铸型特征 主要特点 适用范围
湿砂型
以粘土做粘结
剂，不经烘干
可直接进行浇
注的砂型
生产周期短、效
率高，易于实现
机械化、自动化，
设备投资和能耗
低；但铸型强度
低、发气量大，
易于产生铸造缺
陷
单件或批量生产，
尤其是大批量生
产。广泛用于铝
合金、镁合金和
铸铁件
干砂型
经过烘干的高
粘土含量的砂
型
铸型强度和透气性
较高，发气量小，
故铸造缺陷较少；
但生产周期长，设
备投资较大，能耗
较高，且难于实现
机械化和自动化
单件、小批生产
质量要求较高，
结构复杂的中、
大型铸件
续上表
铸型种类 铸型特征 主要特点 适用范围
表面
烘干型
浇注前用适当
方法将型腔表
层进行干燥的
砂型
兼有湿砂型和
干砂型的优点
单件、小批
量生产中、
大型铝合金
铸件和铸铁
件
自硬砂型
常用水玻璃或
合成树脂作粘
结剂，靠型砂
自身的化学反
应硬化，一般
不需烘烤，或
只经低温烘烤
铸型强度高，
能耗低，生产
效率高，粉尘
少；但成本较
高，有时易产
生粘砂等缺陷
单件或批量
生产各类铸
件，尤其是
大、中型铸
件
2.常用的造型方法
? 按使用的工具不同,
分为 手工造型和机器造型 。
（ 1）手工造型,指全部用手工或手动工具完
成的造型工序。
1）特点：操作灵活，适应性强，成本低,
生产准备时间短，铸件质量差,
劳动强度大，生产率低。
2）应用：单件、小批量生产,
各种大、小型铸件。
3）手工造型分类
① 按砂箱特征分
两箱造型 适用各种批量、大小铸件
三箱造型 用于有两个分型面的单件、小批量生产
脱箱造型 用于小型铸件
地坑造型 用于生产批量小的大中型铸件
手工造型的分类
② 按模型特征分
整模造型 用于铸件最大截面靠一端且为平
面的铸件，不会错箱
挖砂造型 用于分型面是曲面的单件、小批
量生产的铸件
假箱造型 用于成批生产需要挖砂的铸件
活块造型 用于单件、小批量生产带有凸出
部分、难以起模的铸件
刮板造型 用于有等截面或回转体的大、中
型铸件，单件、小批生产
（ 2）机器造型
指用机器完成全部或至少完成紧砂
操作的造型工序。
1）特点,
①提高了生产率，铸件尺寸精度较高；
②节约金属，降低成本；
③改善了劳动条件；
④设备投资较大。
2）应用,成批、大量生产各类铸件。
3）机器造型方法
① 震压造型,
先震击紧实，再用较低的比压
（ 0.15－ 0.4MPa ）压实。
紧实效果好，噪音大，生产率不够高。
②微震压实造型,
对型砂压实的同时进行微震。
紧实度高、均匀，生产率高，噪音仍较大。
③ 高压造型,
用较高的比压（ 0.7－ 1.5MPa）紧实型砂。
紧实度高，噪音小，灰尘少，生产率高,
但设备造价高。
④抛砂造型,
利用离心力抛出型砂，完成填砂和紧实。
紧实度均匀，噪音小；但生产率低。
安徽工程科技学院机械系
⑥ 先进的造型方法
● 负压造型 （真空密封造型）
采用 无水无粘结剂 的型砂，用高弹性的
塑料薄膜将砂箱密封后抽成真空，利用抽真空
后形成的压差使型砂紧实、成型，并在负压状
态下起模、下芯、合型浇注，冷凝后恢复常压,
砂子即自行潰散，则可取出铸件 。
安徽工程科技学院机械系
● 气冲造型,
通过特殊的快开阀将低压空气迅速
引入填满型砂 的砂箱上部，使型砂获得冲击紧
实。
砂型紧实度高、透气性好、铸件精度高,
表面光洁、噪声低、粉尘少、生产率高。
2.3.2 特种铸造
? 概述,
一,特种铸造,
是指与砂型铸造有显著区别的一些铸造方法。
例如：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造,
离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造,
壳型铸造和连续铸造等。
二,特点,
（ 1）不用砂或少用砂，改善了劳动条件,
减轻了劳动强度。
（ 2）铸件精度较高、性能较好。
（ 3）生产率高，工艺简单。
（ 4）成本高，生产周期长,
在工艺上和应用上各有一定的局限性。
1.金属型铸造
（ 1）金属型铸造,
将金属液浇入金属铸型获得铸件的方法。
（ 2）特点,
1）铸件力学性能比砂型铸件高。
2）铸件精度和表面质量好。
3）可节约金属，生产率较高。
4）不用砂或少用砂，改善了劳动条件。
5）铸件成本高，易产生浇不足、开裂等缺陷。
6）铸造工艺要求严格。
（ 3）应用,
主要用于有色金属件的大批量生产。
例如：铝活塞、汽缸体等。
（ 4）金属型的结构,
1）整体型； 2）水平分型；
3）垂直分型； 4）综合分型。
（ 5）工艺特点,
1）金属型要预热
2）喷刷涂料
3）及时开型取件
金属型铸造演示
2.压力铸造
（ 1）压力铸造,
指熔融金属在高压下快速压入型腔,
并在压力下结晶，获得铸件的方法。
（ 2）应用,
主要用于大量生产非铁合金中、小型铸件。
（铝合金、锌合金等）
例如：汽缸体、化油器、离合器等。
（ 3）压力铸造的特点
1）铸件尺寸精度高，表面质量好；
2）铸件力学性能好；
3）可压铸形状复杂的薄壁铸件；
4）可嵌铸其它材料，节省贵重材料；
5）生产率高，易于实现机械化和自动化；
6）铸件料质受限制；
7）设备投资大，不宜小批量生产；
8）压铸件不能进行大余量的机械加工和
热处理。（压铸件易产生小气孔）
（ 4）压力铸造的工艺过程
闭合
压型
压入
金属液
打开压型,
抽芯、顶出铸件
压力铸造演示
3.低压铸造
（ 1）低压铸造,
将合金液在压力下由铸型底部注入型腔，
并在压力（ 60－ 150kPa）下结晶，获得铸
件的方法。
（ 2）应用,
铝、镁合金中、小型件的成批大量生产。
例如：汽缸体、缸盖、活塞等。
（ 3）低压铸造的特点
1）充型压力和速度便于控制；
2）铸件组织致密，力学性能高；
3）铸件形状可较复杂，精度较高；
4）金属利用率高，一般在 90%以上；
5）但升液管寿命较短,
生产率低于压力铸造。
（ 4）低压铸造的工艺过程
铸型准备 加压充型
开箱落砂 放气卸压
4.离心铸造
（ 1）离心铸造,
将金属液浇入高速旋转的铸型中,
在离心力的作用下凝固成铸件的方法。
（ 2）应用,
主要用于大批量生产空心回转体铸件。
例如：铸铁管、汽缸套、铜套等。
（ 3）离心铸造的特点
1）简化了套筒、管类铸件的生产过程；
2）离心铸件力学性能高，缺陷较少；
3）可生产流动性较差的薄壁及双金属铸件；
4）铸件的形状和尺寸受限制；
5）内表面粗糙，易产生偏析；
6）设备投资大，不宜单件、小批量生产。
5.熔模铸造
（ 1）熔模铸造,
即 用易熔材料制成模样,
用造型材料将其包覆,
制成型壳，熔出模样,
经高温焙烧,
浇注获得铸件的方法。
（ 2）熔模铸造的特点
1）铸件精度和表面质量较高。
2）可以铸造形状复杂的薄壁铸件。
3）生产批量不受限制。
4）原材料价格贵，铸件成本高。
5）工艺过程繁杂，生产周期长。
6）铸件尺寸不能太大，质量一般小于 25Kg。
（ 3）应用,
各种铸造合金，特别适于高熔点、难加工合金的
小型铸件的成批、大量生产。
（ 4）熔模铸造的工艺过程
脱模
制造母模 制造压型 压制蜡模
焙烧
结壳 组成蜡模组
铸件清理 浇注
2.2.3常用铸造方法的比较
? 各种铸造方法都有其优点和不足,各适
用于一定范围,选择铸造方法时,要根
据铸件精度、生产批量、材质、结构、
铸造方法的基本特点及现场条件等综
合分析来确定。
? 常见的铸造方法的特点和适用范围见
下页表。
常用铸造方法的特点和适用范围
项目 砂型 铸造
金属
型铸
造
压力
铸造
低压
铸造
离心
铸造
熔模
铸造
实型
铸造
连续
铸造
铸件
特征
材
质
各种
合金
非铁
合金
为主
非铁
合金
各类
合金
各类
合金
各类
合金
各类
合金
各类
合金
尺
寸
大
小
各种
尺寸
中、
小件
为主
中、小
件
中、小
件
各种
尺寸
小件
为主
各种
尺寸
各种
尺寸
结
构 复杂 一般 较复杂 较复杂 一般 复杂
较复
杂 简单
续上表
项目 砂型铸
造
金属型
铸造
压力铸
造
低压铸
造
离心
铸造
熔模
铸造
实型
铸造
连续铸
造
铸件
质量
尺寸
精度
（Ｃ
Ｔ）
７～１
３
６～９ ４～８ ６～９ ６～
９
４～
７
７～
９
７～９
内部
质量
组织较
松，晶
粒较粗
组织致
密，晶
粒细小
组织致
密，晶
粒细
组织致
密，晶
粒细小
组织
致密，
晶粒
细小
组织
较松，
晶粒
较粗
组织
较松，
晶粒
较粗
组织致
密，晶
粒细小
技术
经济
指标
生产
效率
低或一
般
较高 很高 较高 较高 低或
一般
一般
设备
费用
低或中 中 高 中 中或
高
低或
中
中 中或较
高
生产
准备
周期
短 较长 长 较长 较长 较长 较长 较长
